Ученые впервые наблюдали, как звезда поглощает планету

Странная мерцающая звезда из молекулярного облака, в котором рождаются тысячи новых солнц, оказалась сликом богата железом. Ученые полагают, что она поглотила металл, входивший в состав молодой планеты или планетезималей. Если это предположение верно, то это первый случай прямого наблюдения за тем, как звезда пожирает планету. 

Между созвездиями Тельца и Возничего в 450 миллионах световых лет от Земли располагается скопление молекулярных облаков, в которых постоянно загораются новые звезды. Этот район — самая близкая к Земле «звездная колыбель», поэтому астрономы часто обращаются к нему, чтобы наблюдать звезды на самых ранних этапах развития. Вокруг молодых звезд обычно вращается диск материи — газа и более крупных частиц, от мелкой пыли до целых планет. Диск рассеивается за первые 5−10 миллионов лет существования звезды, поэтому служит хорошим мерилом ее «молодости».

Астроном Ханс Мориц Гюнтер (Hans Moritz Guenther) изучает самые юные звезды, еще не растерявшие вещество диска. За одной из таких звезд Гюнтер и его коллеги наблюдают уже несколько десятилетий: юная звезда RW Aur A в молекулярном облаке между созвездиями Тельца и Возничего интересна тем, что постоянно меняет светимость каждые несколько лет. Так, звезда потускнела в 2011 году на целых шесть месяцев, вспыхнула снова, в 2014 году опять стала менее яркой и вернулась к своей обычной светимости только в ноябре 2016 года.

Астрономы предлагали разные версии, объясняющие такие колебания: возможно, свет звезды блокируется проходящими между ней и Землей потоками газа на внешней стороне диска, а может быть, виноваты процессы, протекающие ближе к самой звезде. В январе 2017 года ученые зарегистрировали новое снижение светимости RW Aur A, направили на нее объектив рентгеновского телескопа «Чандра» и наблюдали в течение 14 часов. Анализ излучения звезды показал, во‑первых, что она намного горячее, чем предполагалось; во‑вторых, ученые оценили плотность окружающего звезду диска, и она оказалась довольно велика. В третьих, в веществе диска оказалось очень много железа — не так много, как в ядре Земли, но примерно столько же, сколько содержится в крупном спутнике Солнечной системы.

Сигнатуры железа часто присутствуют в ядрах звезд, но чем горячее звезда, тем железа меньше; для очень горячей RW Aur A железа в ее спектре примерно в 10 раз больше, чем должно быть. Ученые предлагают два объяснения: либо на звезду недавно упала аккумулировавшаяся во внутренней части газопылевого диска железная пыль, либо звезда поглотила часть вещества планетезималей — «зародышей» будущих планет, которые формируются внутри ее диска.

Чтобы узнать наверняка, откуда у звезды столько железа, ученые должны понаблюдать за ней еще хотя бы год. Если металла будет по‑прежнему много, астрономы смогут с уверенностью сказать, что его источник довольно велик — как планета или планетезималь, медленно поглощаемая звездой. Если же линий железа в спектре звезды станет меньше, значит, источник металла был невелик.

«Мы тратим огромные ресурсы на то, чтобы узнать, как формируются планеты вокруг чужих звезд; конечно, нам очень важно знать, как они могут разрушаться собственными звездами, и какие факторы определяют, будет планета уничтожена или останется на орбите», — поясняет Гюнтер.